心理學(xué)實驗設(shè)計《被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計》

1、第六講 被試間和被試內(nèi)設(shè)計心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計實驗設(shè)計的基本術(shù)語n用來區(qū)別被試組或?qū)嶒灄l件的維度叫因素（factor），即自變量。n因素的特定值稱作水平（level）或處理（treatment）n水平結(jié)合（level combination）n主效應(yīng)（main effect）和交互作用（interaction）n簡單效應(yīng)（simple effect）和簡單簡單效應(yīng)n處理效應(yīng)（treatment effect）n因素設(shè)計（factorial design）心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計單因素設(shè)計n準(zhǔn)實驗設(shè)計q一組后測設(shè)計和一組前后測設(shè)計q單組時間序列設(shè)計/單組相等時間樣本設(shè)

2、計n典型的完全隨機設(shè)計n匹配組設(shè)計n不等組設(shè)計n前后測完全隨機設(shè)計n所羅門四組設(shè)計n被試內(nèi)設(shè)計心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計一組后測設(shè)計（one group post-test design）n模式：TOn邏輯：如果同記憶中的一般情況相比，或同已有記憶相比，施加處理（T）后，所觀察變量有變化，則說明處理有效果。n例：“心理干預(yù)能否幫助戒酒”心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計一組前后測設(shè)計一組前后測設(shè)計（one group pretest-posttest design）n模式：模式：n邏輯：如果同前測相比，后測分數(shù)發(fā)生變化，則邏輯：如果同前測相比，后測分數(shù)發(fā)生變化，則說明處理有效。說明

3、處理有效。n混淆因素（可能解釋）：混淆因素（可能解釋）：q處理效應(yīng)；處理效應(yīng)；q歷史（歷史（history）、自然成熟（）、自然成熟（maturation ）、）、 回歸（回歸（regression）、測驗維度意識（）、測驗維度意識（testing）、工具使用）、工具使用（instrumentation） 、前測與處理的交互作用。、前測與處理的交互作用。組數(shù)組數(shù)前測前測實驗處理實驗處理后測后測1O1TO2心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計舉例n假設(shè)被試前測（新學(xué)期開始時的測驗）時語文成績平均為70分，參與一項旨在提高語文成績的訓(xùn)練計劃（處理）后，后測（期末進行的一次測驗）時語文成績平均為90

4、分O1（70） TO2（90）心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n模式：n邏輯：q從一系列測量值中剔除成熟效應(yīng)，然后比較前測和后測是否存在明顯的差異。p如果引入處理后，使得前測和后測數(shù)據(jù)不再連續(xù)，即靠近引入實驗處理的前測與后測成績水平截距高低發(fā)生明顯變化，則有處理效應(yīng)。O1O2O3O4TO5O6O7O8心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n特點：前后測數(shù)目相等，時間間隔相等。特點：前后測數(shù)目相等，時間間隔相等。n優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：（1 1）較好地控制了被試成熟因素的影響，能把該因素的效）較好地控制了被試成熟因素的影響，能把該因素的效應(yīng)從總體數(shù)據(jù)中分離出來。應(yīng)從總體數(shù)據(jù)中分離出來。（2 2）通過

5、多次觀測避免了可能由于一次測驗而造成的有偏）通過多次觀測避免了可能由于一次測驗而造成的有偏向性樣本成績的概率，從而克服了測驗可靠性的問題。向性樣本成績的概率，從而克服了測驗可靠性的問題。（3 3）多次觀測克服了統(tǒng)計回歸的影響。）多次觀測克服了統(tǒng)計回歸的影響。（4 4）多次測量，可能會降低被試對實驗處理的敏感性。）多次測量，可能會降低被試對實驗處理的敏感性。（5 5）難以排除測驗與處理之間的交互作用，也難以克服歷）難以排除測驗與處理之間的交互作用，也難以克服歷史因素的影響。史因素的影響。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n模式：n邏輯：q無處理時（T1）的觀測值作為前測、基線成績，而有處理時的

6、觀測值作為后測成績，通過對比這兩組值是否存在差異，推斷處理的效應(yīng)。n特點：q多次處理，多次觀測；處理與測量交替進行，時間間隔相等T0O1T1O2T0O3T1O4心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計服服不服不服服服不服不服服服不服不服服服不服不服服服不服不服心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計優(yōu)點：優(yōu)點：較好地控制了歷史因素、測驗因素、統(tǒng)計回歸等額外變量的影響較好地控制了歷史因素、測驗因素、統(tǒng)計回歸等額外變量的影響。缺點缺點外部效度低，原因可能是多次測驗降低或增加了被試對實驗變量外部效度低，原因可能是多次測驗降低或增加了被試對實驗變量的敏感性；實驗安排的反作用效果的敏感性；實驗安排的反作用效果（

7、reactive effects of experimental arrangements）會影響該設(shè)計的外部效度；會影響該設(shè)計的外部效度；重復(fù)實驗處理的干擾重復(fù)實驗處理的干擾（multiple-treatment interference） 。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計典型的完全隨機設(shè)計n模式：實驗組 R| TO控制組 R|On也稱獨立組設(shè)計（independent groups design）n邏輯：q由于兩組被試采用隨機分派（R），兩組在性質(zhì)上屬相等組，因而兩組間的任何差異都只能歸于處理的效果。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計某訓(xùn)練方法能否有效擴大兒童詞匯量某訓(xùn)練方法能否有

8、效擴大兒童詞匯量n1. 單組前后測設(shè)計單組前后測設(shè)計用詞匯量拓展用詞匯量拓展訓(xùn)練方法進行訓(xùn)練方法進行一年的訓(xùn)練一年的訓(xùn)練100名名5歲兒童，測歲兒童，測得他們的詞匯量，得他們的詞匯量，作為前測成績作為前測成績一年后后測一年后后測n2. 固定組比較設(shè)計固定組比較設(shè)計對實驗組用詞匯量拓對實驗組用詞匯量拓展訓(xùn)練方法進行一年展訓(xùn)練方法進行一年的訓(xùn)練的訓(xùn)練選擇兩個幼兒園，選擇兩個幼兒園，一個作為實驗組，一個作為實驗組，一個作為對照組一個作為對照組一年后，再次測一年后，再次測得他們的詞匯量得他們的詞匯量，作為后測，作為后測心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計 1. 選擇選擇（differential se

9、lection） ； 2.選擇與成熟的交互作用（選擇與成熟的交互作用（selection-maturation interaction ）；）； 3.選擇與處理的交互作用（選擇與處理的交互作用（interaction effects of selection biases and experimental variable） 心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計匹配組設(shè)計（matched groups design）n模式模式n邏輯：兩組被試基邏輯：兩組被試基本相等，可以把后本相等，可以把后測成績的差異歸為測成績的差異歸為由實驗處理造成，由實驗處理造成，能較好地進行變量能較好地進行變量間的因果

10、推論。間的因果推論?？刂平M控制組實驗組實驗組|Ms,s|Rs,s|OTO|Ms,s|Rs,s|OTO|Ms,s|Rs,s|OTO|Ms,s|Rs,s|OTO心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計不等組設(shè)計（nonequivalent groups design）n自然組（natural groups）q可行性方面限制無法操縱變量、或變量為選擇的被試變量n模式1（涉及因素為操縱變量時）：G1|TOG2|On模式2（涉及因素為被試變量時）： G1|O G2|O心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計前后測完全隨機設(shè)計（pretest-posttest studies）n模式：R|O1TO2R|O1O2n

11、邏輯：q如果實驗組和控制組間分數(shù)變化（O2-O1 ）差異顯著，說明處理有效果。 q也稱作前后測控制組設(shè)計n優(yōu)缺點：q可以基本排除2至6類可能的解釋（歷史、成熟、測驗等）；通過前測明確處理前的初始狀態(tài)，利于變量選擇和控制q分數(shù)變化的差異可能是單純處理的效果；也可能是處理與前測交互作用的結(jié)果。不能完全消除成熟等效應(yīng)影響。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計舉例：“如何解釋下列結(jié)果”n語文訓(xùn)練計劃結(jié)果模式nA：R|O1（70） TO2 （70）R|O1（70）O2 （70）nB：R|O1（70） TO2 （70）R|O1（70）O2 （80）心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n模式：n邏輯：q先剔

12、除成熟效應(yīng)，然后比較控制組和實驗組前后測成績的先剔除成熟效應(yīng)，然后比較控制組和實驗組前后測成績的變變化趨勢化趨勢，從中分析處理效應(yīng)是否存在，從中分析處理效應(yīng)是否存在q增添了控制組，并進行了多次測量，較好地控制了選擇、成增添了控制組，并進行了多次測量，較好地控制了選擇、成熟、測驗、統(tǒng)計回歸等因素的影響；熟、測驗、統(tǒng)計回歸等因素的影響；對測驗的反作用效果，對測驗的反作用效果，以及選擇與處理之間的交互作用可能會降低實驗的外部效度以及選擇與處理之間的交互作用可能會降低實驗的外部效度。組別組別前測前測處理處理后測后測實驗組實驗組O1、 O2、 O3、 O4TO5、 O6、 O7、 O8對照組對照組O9、

13、 O10、 O11、 O12O13、 O14、 O15、 O16心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計所羅門四組設(shè)計（Solomon four-group design）n模式：R| O1TO2（Expr1）R| O3O4（Ctrl1）R|TO5（Expr2）R|O6（Ctrl2）nO6-O4：測驗維度意識nO4-O3：歷史、成熟與回歸nO5-O2：前測與處理交互作用nO6-O5： T的效應(yīng)心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計舉例：“語文訓(xùn)練計劃結(jié)果模式”n結(jié)果A： R| O1（60）TO2（80）R| O3（60）O4（80）R|TO5（70）R|O6（70）n結(jié)果B： R| O1（60）TO

14、2（90）R| O3（60）O4（70）R|TO5（80）R|O6（70）心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計多因素設(shè)計n兩個或更多因素，每個因素有兩個或更多個水平，因而產(chǎn)生多種水平結(jié)合n可以是被試內(nèi)，也可以是被試間n允許考察不同因素之間可能的交互作用心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計被試間、被試內(nèi)和混合設(shè)計n被試間（between-subjects design）q又稱作組間設(shè)計（between-groups design）q被試間因素或被試間變量n被試內(nèi)（within-subjects design）q又稱作重復(fù)測量設(shè)計（repeated-measures design）或組內(nèi)設(shè)計（wi

15、thin-groups design）q被試間因素或被試間變量n混合設(shè)計（mixed design）q2（年齡：年輕人、老年人）2（詞的具體性：具體、抽象）心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計項目間設(shè)計和項目內(nèi)設(shè)計nWithin-/Between-items designn比較是在項目（實驗材料）之間還是相同項目上進行心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計被試間設(shè)計n當(dāng)因素為刺激或任務(wù)變量時，每名被試只能接受一種處理或處理結(jié)合，或者只能參加一個條件的實驗q任務(wù)有關(guān)（獨立組或匹配組）；q被試變量擇（事后設(shè)計、自然組設(shè)計或不等組設(shè)計）nTversky & Kahneman的判斷實驗，19741234

16、5678 = _87654321 = _q5s估計的中位數(shù)q錨定偏向心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計被試間設(shè)計的優(yōu)缺點n優(yōu)點：q避免練習(xí)和疲勞等遺留效應(yīng)所引起的混淆n缺點：q由被試個體差異所帶來的無關(guān)變異，并沒有從誤差變異中分離；這會導(dǎo)致誤差變異增大，降低實驗設(shè)計的敏感度。q需要被試數(shù)目成倍增加，有時特殊被試難以獲得。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計單因素被試內(nèi)設(shè)計n獨立組設(shè)計獨立組設(shè)計q莫里斯水迷宮（莫里斯水迷宮（Morris等，等，1982）q水池、平臺、圖像采集與處理系統(tǒng)水池、平臺、圖像采集與處理系統(tǒng)q大鼠大鼠q（place navigationspatial probe）q因變

17、量：逃避潛伏期；大鼠在因變量：逃避潛伏期；大鼠在原平臺象限的游泳時間和距離原平臺象限的游泳時間和距離q自變量：如藥物自變量：如藥物A處理處理心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式qExcel輸入與處理輸入與處理n數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析獨立樣本獨立樣本t檢驗（檢驗（independent t-test）qSPSS導(dǎo)入導(dǎo)入.xls文件文件qAnalyzeCompare MeansIndependent T Test1、將因變量和自變量分別選入、將因變量和自變量分別選入Test variable(s)和和Grouping variable2、Define Groups，區(qū)組水平，點擊，區(qū)組

18、水平，點擊OK開始開始t檢驗檢驗3、描述統(tǒng)計與、描述統(tǒng)計與t檢驗結(jié)果（方差是否齊性）檢驗結(jié)果（方差是否齊性）4、Levene equality of variance決定報告決定報告t檢驗結(jié)果，檢驗結(jié)果，報告方差不齊時的結(jié)果要予以說明報告方差不齊時的結(jié)果要予以說明5、p不可能等于零，不可能等于零，.000說明說明p一定小于一定小于.0005心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n匹配組設(shè)計q匹配法創(chuàng)建相等組（如大鼠年齡）q數(shù)據(jù)格式（與獨立組不同），實驗組與控制組大鼠一一對應(yīng)q數(shù)據(jù)分析Paired-Samples T Testn描述統(tǒng)計、相關(guān)分析（可忽略）、配對樣本t檢驗結(jié)果n實驗組和控制組兩組大

19、鼠之間逃避潛伏期差異顯著，t=4.305，df=11，p=.001。同控制組大鼠（41s）相比，實驗組大鼠的逃避潛伏期（27s）較短。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n不等組設(shè)計q雄性與雌性大鼠（控制年齡）q獨立樣本t檢驗q關(guān)注：三類設(shè)計的自由度心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計單因素完全隨機多組設(shè)計n“水迷宮研究藥物效果”q藥物A、B、安慰劑q數(shù)據(jù)格式：自變量M（三個水平）、因變量LExcel輸入（利用average函數(shù)計算各大鼠L的平均數(shù)），spss導(dǎo)入q數(shù)據(jù)分析：單因素被試間方差分析（one-way between subject ANOVA）AnalyzeGLMUnivariat

20、e選擇Dependent Variable和Fixed Factor(s)；Options選擇希望輸出的描述統(tǒng)計；點擊OK開始F檢驗。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計nF檢驗的多重比較檢驗的多重比較qPlanned or unplanned comparisons（是否在收（是否在收集數(shù)據(jù)前就已經(jīng)決定要做的比較，前者是一種預(yù)先集數(shù)據(jù)前就已經(jīng)決定要做的比較，前者是一種預(yù)先比較比較priori comparison，后者是一種事后比較，后者是一種事后比較post-hoc comparison）q無計劃比較無計劃比較nUnivariate：Post hoc Multiple Comparison

21、sn報告：報告：Tukey-HSD事后檢驗發(fā)現(xiàn)，同安慰劑控制事后檢驗發(fā)現(xiàn)，同安慰劑控制組相比，無論是接受藥物組相比，無論是接受藥物A的大鼠還是接受藥物的大鼠還是接受藥物B的大鼠，逃避潛伏期都要短，前者，的大鼠，逃避潛伏期都要短，前者，pCompare MeansOne-way ANOVA選擇Dependent list和Factor點擊Contrast，在Coefficients框中，添加(add)各條件的權(quán)重系數(shù)qContinue OK.q結(jié)果：計劃的比較顯示，同接受安慰劑的控制組大鼠相比，接受藥物的兩組大鼠逃避潛伏期更短，t=4.361,df=33,pGLMUnivariate選擇Depe

22、ndent Variable和Fixed Factor(s)；Options選擇希望輸出的描述統(tǒng)計；Plot繪圖點擊OK開始F檢驗。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n報告：飼養(yǎng)空間大小的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,44)=47.055，p.0005；藥物類型的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,44)=14.523，pSyntaxMANOVA L BY S(1,2)M(1,2)/PRINT=CELLINFO(MEANS)/DESIGN/DESIGN=M WITHIN S(1) M WITHIN S(2)q激活RUN菜單，選ALL命令心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n簡單效應(yīng)的報告q當(dāng)從出生開始的飼養(yǎng)空間大時，

23、藥物類型的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,45)=9.52，p=.003，同接受安慰劑的大鼠相比，接受藥物A的大鼠逃避潛伏期更短；然而，當(dāng)從出生開始的飼養(yǎng)空間小時，藥物類型的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)GLMUnivariate選擇Dependent Variable和Fixed Factor(s)；Options選擇希望輸出的描述統(tǒng)計；Plot繪圖點擊OK開始F檢驗。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n結(jié)果報告結(jié)果報告q有無同伴、飼養(yǎng)空間大小與藥物類型的主效應(yīng)均顯有無同伴、飼養(yǎng)空間大小與藥物類型的主效應(yīng)均顯著，分別為，著，分別為，F(xiàn)(1,88)=41.175，p.0005； F(1,88)=92.340，p.00

24、05； F(1,88)=63.957，p.0005。有無同伴與飼養(yǎng)空間大小的交互作用顯。有無同伴與飼養(yǎng)空間大小的交互作用顯著，著， F(1,88)=5.472，p=.022；有無同伴與藥物類；有無同伴與藥物類型的交互作用不顯著，型的交互作用不顯著， F(1,88)=1.847，p=.178；飼養(yǎng)空間大小與藥物類型的交互作用飼養(yǎng)空間大小與藥物類型的交互作用邊緣顯著邊緣顯著， F(1,88)=3.133，p=.080。更重要的是，有無同伴。更重要的是，有無同伴、飼養(yǎng)空間大小和藥物類型三者之間的三重交互作、飼養(yǎng)空間大小和藥物類型三者之間的三重交互作用顯著，用顯著， F(1,88)=5.771，p=.018。心理學(xué)實驗設(shè)計被試間設(shè)計與被試內(nèi)設(shè)計n簡單效